专利名称：无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体领域，特别涉及一种无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用。
背景技术：
目前半导体发展呈现多元化方向，系统芯片(SOC)是其中一大主流。这意味着在同一芯片上有多种工作电压，此类设计要求芯片生产过程中要集成多种厚度的栅氧。工艺上为了减小浅沟槽隔离(STI)边缘凹陷(divot)，就必须尽量减少浅沟槽隔离到栅氧化之前的湿法刻蚀步骤。因此在0. 13微米工艺节点以下，一般保留浅沟槽隔离的衬垫氧化膜 (pad oxide)作为后续离子注入工艺的牺牲氧化层(scarify oxide)。随着器件尺寸的日渐缩小，注入的深度也等比例减小，留下来的衬垫氧化膜厚度变化对注入影响日渐明显，增加了器件波动的敏感度。后续多次注入工艺的光刻胶剥离同时也会消耗一定厚度的二氧化硅即衬垫氧化膜，而消耗的量是不可控的。现在也有人提出来利用光刻胶里的抗反射层(BARC)作为注入牺牲层，但是抗反射层是一种相对不稳定的有机材料，对于高能量或高剂量的注入，同样存在不稳定性的缺点ο
发明内容
本发明的目的是提供一种无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用，以更好的控制图形化注入时硅片中作为牺牲层的厚度稳定性，改善器件的稳定性，有利于大规模量产高要求的产品。本发明的技术解决方案是一种无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用，其特征在于，包括以下步骤提供一硅片，所述硅片包括浅沟槽隔离和位于浅沟槽隔离之间的硅片表面的衬垫氧化膜；去除硅片表面的衬垫氧化膜；在上述结构表面沉积第一无定形碳层，所述第一无定形碳层作为后续离子注入的牺牲层；在第一无定形碳层上涂覆第一光刻胶，光刻形成第一窗口，通过第一窗口对硅片进行离子注入，形成第一离子注入区；干法去除第一光刻胶并剥离第一无定形碳层；在上述结构表面沉积第二无定形碳层，所述第二无定形碳层作为后续离子注入的牺牲层；在第二无定形碳层上涂覆第二光刻胶，光刻形成第二窗口，通过第二窗口对硅片进行离子注入，形成第二离子注入区，所述第一离子注入区和第二离子注入区不重叠；干法去除第二光刻胶并剥离第二定形碳层；重复采用上述工艺对第一离子注入区和第二离子注入区进行多层离子注入。
作为优选所述无定形碳层的厚度为50-300埃。与现有技术相比，本发明采用无定形碳层作为离子注入时的牺牲层，利用无定形碳层在离子注入时的高稳定性及在干法去光刻胶中易剥离的特性，在每次图形化注入工程中都重新生长无定形碳层，更好的控制了图形化注入时硅片中作为牺牲层的厚度稳定性， 从而改善器件的稳定性，有利于大规模量产高要求的产品。
图1是本发明无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用流程图。图2是本发明应用流程中各个工艺步骤的剖面图。
具体实施例方式本发明下面将结合附图作进一步详述在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。图1示出了本发明的无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用流程图。请参阅图1所示，在本实施例中，包括如下步骤在步骤101中，如图加所示，提供一硅片200，所述硅片200包括浅沟槽隔离201 和位于浅沟槽隔离201之间的硅片200表面的衬垫氧化膜202 ；在步骤102中，去除硅片200表面的衬垫氧化膜202 ；在步骤103中，在上述结构表面沉积第一无定形碳层203，所述第一无定形碳层 203作为后续离子注入的牺牲层，得到如图2b所示结构，所述第一无定形碳层203可采用应用材料公司的APF薄膜(Advanced Pattening Film)，所述第一无定形碳层203的厚度为 50-300 埃；在步骤104中，如图2c所示，在无定形碳层203上涂覆第一光刻胶204，光刻形成第一窗口 204a，通过第一窗口 20 对硅片200进行离子注入，形成第一离子注入区A ；在步骤105中，如图2d所示，干法去除第一光刻胶204并剥离第一无定形碳层 203 ；在步骤106中，在上述结构表面沉积第二无定形碳层205，所述第二无定形碳层 205作为后续离子注入的牺牲层，得到如图2e所示结构，所述第二无定形碳层205可采用应用材料公司的APF薄膜(Advanced Pattening Film)，所述第二无定形碳层205的厚度为 50-300 埃；在步骤107中，如图2f所示，在第二无定形碳层205上涂覆第二光刻胶206，光刻形成第二窗口 206a，通过第二窗口 206a对硅片200进行离子注入，形成第二离子注入区B， 所述第一离子注入区A和第二离子注入区B不重叠；在步骤108中，如图2g所示，干法去除第二光刻胶206并剥离第二无定形碳层205 ；在步骤109中，重复采用上述工艺对第一离子注入区A和第二离子注入区B进行多层离子注入。本发明采用无定形碳层作为离子注入时的牺牲层，利用无定形碳层在离子注入时的高稳定性及在干法去除光刻胶中易剥离的特性，在每次图形化注入工程中都重新生长无定形碳层，更好的控制了图形化注入时硅片中作为牺牲层的厚度稳定性，从而改善器件的稳定性，有利于大规模量产高要求的产品。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
权利要求
1.一种无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用，其特征在于，包括以下步骤提供一硅片，所述硅片包括浅沟槽隔离和位于浅沟槽隔离之间的硅片表面的衬垫氧化膜；去除硅片表面的衬垫氧化膜；在上述结构表面沉积第一无定形碳层，所述第一无定形碳层作为后续离子注入的牺牲层；在第一无定形碳层上涂覆第一光刻胶，光刻形成第一窗口，通过第一窗口对硅片进行离子注入，形成第一离子注入区；干法去除第一光刻胶并剥离第一无定形碳层；在上述结构表面沉积第二无定形碳层，所述第二无定形碳层作为后续离子注入的牺牲层；在第二无定形碳层上涂覆第二光刻胶，光刻形成第二窗口，通过第二窗口对硅片进行离子注入，形成第二离子注入区，所述第一离子注入区和第二离子注入区不重叠； 干法去除第二光刻胶并剥离第二定形碳层；重复采用上述工艺对第一离子注入区和第二离子注入区进行多层离子注入。
2.根据权利要求1所述的无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用，其特征在于所述第一无定形碳层和第二无定形碳层的厚度为50-300埃。
全文摘要
本发明涉及一种无定形碳层作为离子注入牺牲层的应用，包括以下步骤提供一硅片，所述硅片包括浅沟槽隔离和位于硅片表面浅沟槽隔离之间的衬垫氧化膜；去除硅片表面的衬垫氧化膜；在上述结构表面沉积无定形碳层；在无定形碳层上涂覆光刻胶，再进行图形化离子注入形成离子注入区；干法去除光刻胶并剥离无定形碳层；采用上述工艺，重复图形化离子注入对上述离子注入区进行多层离子注入。本发明采用无定形碳层作为离子注入时的牺牲层，在每次图形化注入工程中都重新生长无定形碳层，更好的控制了图形化注入时硅片中作为牺牲层的厚度稳定性，从而改善器件的稳定性。
文档编号H01L21/265GK102437027SQ20111036618
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月17日 优先权日2011年11月17日
发明者景旭斌, 杨斌, 郭明升 申请人:上海华力微电子有限公司